Limadura de hierro: propiedades, cómo se hacen, toxicidad, usos
La limadura de hierro es un material constituido por pequeñas partículas de hierro metálico. Las partículas son lo suficiente pequeñas para que parezcan una arena negra, la cual exhibe propiedades muy interesantes como respuesta de su interacción a un campo magnético.
Asimismo, esta arena o limadura se suele mezclar con otras sustancias para crear lo que se denomina fluido ferromagnético. Este se comporta como si fuera un puercoespín o erizo negro; o, por otra parte, si se le cubre con un polímero, da la impresión de que la masa formada cobra vida propia ante los estímulos de los imanes.
En la imagen de arriba se muestra un aglomerado producto de la atracción que siente la limadura de hierro hacia un imán. Esta propiedad le ha servido para utilizarse desde tiempos inmemoriales en la academia como manifiesto del magnetismo; ya sea en la escuela primaria y en estudios universitarios.
La limadura de hierro debe tratarse o visualizarse como otra forma física de disponer el metal. Por lo tanto, cabe esperar que sus aplicaciones orbiten entorno a partículas pequeñas, como contaminantes, a espacios pequeños o a grandes superficies.
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Las propiedades de las limaduras de hierro, por proceder de piezas de hierro más grandes, son precisamente las mismas que para el metal. Algunas de esas propiedades son las siguientes:
-Es un sólido magnético con brillos metálicos y grisáceos.
-Insoluble en agua y solventes orgánicos que no presenten acidez.
-Es sensible a la oxidación si se expone demasiado tiempo al aire y agua.
-Debido a su mayor área superficial, puede llegar a inflamarse con facilidad si entra en contacto con altas temperaturas.
-Sus puntos de fusión y ebullición son 1535 y 3000ºC, respectivamente.
-La densidad de estas limaduras es 7,86 g/mL.
-Si bien no es una propiedad física, el tamaño de sus partículas varía dependiendo del método con que se produzcan y cómo se procesan.
Para hacer o crear las limaduras de hierro seguir una serie de pasos relativamente simples.
Se empieza con una pieza de hierro de la cual se obtendrán sus partículas. Si dicha pieza es tubular, se usa un cortador de fresado; y en caso de que sea plana, una radial para lijar la superficie, cual lámina de madera que desprende aserrín.
Las partículas obtenidas mediante cualquiera de las técnicas o herramientas empleadas en el corte del metal, pueden tamaños muy diferentes. Se desea que las limaduras posean únicamente las partículas más pequeñas; por lo tanto, se someten a un tamizado para separar el polvo de trozos o cristales de mayor tamaño.
Mientras más refinado sea el tamiz, las partículas serán más pequeñas y las limaduras más finas. Sin embargo, para fines de aprendizaje basta con emplear un colador de cocina típico.
Por último, se procede a lavar las limaduras de hierro.
Un método consiste en sumergirlas en agua y, en el fondo del recipiente, colocar un imán para separar las impurezas de las limaduras y que las primeras permanezcan suspendidas; y así, decantarse con el resto del agua. Este procedimiento se repite varias veces hasta considerar que las limaduras tengan un color lo suficiente grisáceo.
La desventaja del método anterior es que el agua favorece la oxidación de las limaduras en herrumbres.
Otro método, a diferencia del primero, emplea aceite mineral o glicerina. El aceite ayuda a remover la herrumbre u óxido de las limaduras mediante agitación mecánica. La suspensión se deja en reposo para que las limaduras sedimenten en el fondo. Hecho esto, se decanta el aceite sucio y repite varias veces el procedimiento hasta que las limaduras estén limpias.
La ventaja de usar aceite es que se garantiza una mayor resistencia a la oxidación. Asimismo, es un medio adecuado para mantener las limaduras almacenadas. Cuando vayan a usarse, se ponen sobre papel absorbente las veces necesarias hasta que no lo manchen.
Las limaduras de hierro no representan ningún peligro para el organismo; al menos, no en situaciones normales, y en ausencia de altas temperaturas o sustancias químicas que reaccionen violentamente con el hierro.
Al ser tan pequeñas, pueden llegar a colarse fácilmente por las fosas nasales u ojos, causando irritaciones. No obstante, las limaduras de hierro no presentan una fuerte absorción en la piel, por lo que no se encuentran reportados posibles efectos negativos.
Las limaduras de hierro son muy sensibles al campo magnético de los imanes. Cada partícula de hierro se comporta como un pequeño imán que se alinea a favor o en contra de los polos norte y sur del imán central.
Así, una partícula de hierro atrae y repele a la otra, lo cual origina patrones circulares (en papeles) o esféricos (en fluidos como agua y aceite) característicos. En la imagen inferior, por ejemplo, se observa cómo se alinean las limaduras de hierro en el campo magnético resultante sobre los dos polos de un imán.
Aún más interesante es desarrollar el experimento con las limaduras (también llamadas virutas) sumergidas en un fluido. El imán pareciera tener el poder de darles vida propia y los patrones obtenidos son más sorprendentes.
Las limaduras de hierro pueden presentar afinidad por ciertos compuestos, los cuales interaccionan electrónicamente con su superficie metálica.
De esta manera son capaces de retener, por ejemplo, fósforo y biopolímeros de alginatos de calcio. Esto se hace con el propósito de purificar un medio, como un lago, de compuestos específicos.
Las limaduras de hierro representan una fuente de hierro distinta a la de sus sales, herrumbres, sulfuros y otros minerales. Tienen la ventaja además de una mayor área superficial, la cual es proporcional a su reactividad o adición; este último proceso puede llevarse a cabo, por ejemplo, mediante la coprecipitación del hierro.
Un polímero puede exhibir ferromagnetismo o alguna otra propiedad si logra incorporar hierro metálico a su estructura proveniente de las limaduras. Sin embargo, las nanopartículas de hierro, miles de veces más pequeñas todavía que las limaduras, pueden sin ningún problema cumplir con este mismo objetivo.
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